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《兰州理工大学》 2010年
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基于应变模态的桁架结构损伤识别

郭宗江  
【摘要】: 结构健康监测技术起源于上个世纪的五六十年代,最初主要是在航空航天领域进行结构载荷监测。随着经济的发展,科学技术的进步,现代社会的建筑向大型化、复杂化发展,这些结构在复杂的自然环境中受到各种威胁,导致结构产生各种可能的损伤。为了保证安全,就要准确及时地对结构进行损伤检测,以获得结构准确的运行状况,从而及时对损伤进行修复。这对保障人民生命财产安全、减少经济损失具有极其重大的意义与作用。 本文阐述了国内外结构损伤识别的研究发展现状,论述和研究了基于动力参数进行结构损伤诊断的理论与方法。讨论了运用应变模态的方法对结构进行损伤识别的思想以及方法。 本文选用桁架结构作为研究对象,对一简支桁架结构进行了数值仿真计算,利用桁杆单元的特殊性质,用将节点位移转变为单元应变的方法,对桁架结构进行了损伤识别。得出如下结论: (1)在一阶应变模态下,桁架结构各类单元杆件分别发生不同程度的单位置损伤时,受损单元的相对应变值远远超过其他无损单元,一阶相对应变对各杆损伤识别较为均匀,能有效地识别出结构损伤位置和定性的确定结构的损伤程度。 (2)在更高阶应变模态下,高阶应变模态对于多数杆件损伤识别比较明显;但对于某些杆件,识别效果不佳; (3)当结构处于不同损伤位置、相同损伤程度的多损伤情况下,用一阶相对应变能有效的对损伤进行识别; (4)当结构处于不同损伤位置、不同损伤程度的多损伤情况下,当多损伤的损伤程度相差较小时,一阶相对应变对各受损单元都能进行有效的识别;当损伤程度相差较大时,一阶相对应变只能识别出损伤程度较大者,对损伤程度较小者识别效果并不明显。 通过仿真试验对同一简支桁架结构进行了应变模态分析,分析了其在简谐激励下的应变模态的获取方式,并对结构发生单损伤、多损伤的情况下进行了损伤识别,证实了一阶相对应变对结构损伤识别的有效性和实用性。 基于实验模态对一简支桁架结构进行了应变模态分析,证实了一阶相对应变对结构损伤识别的有效性和实用性。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU323.4

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